海洋工程陰極保護技術發展評述

許立坤，馬 力，邢少華，程文華

(中國船舶重工集團公司第七二五研究所 海洋腐蝕與防護國家級重點實驗室，山東 青島 266101)

1 前 言

本文所述海洋工程系指海洋工程裝備以及海洋工程設施，包括海上平臺、海底管線、水下油氣生產設施、浮式石油生產與儲卸系統(FPSO)、跨海大橋、海港碼頭、海洋能源開發裝置等等。隨著海洋經濟和海洋資源開發的快速發展，大量的海洋工程裝備和設施正在不斷建造和投入使用。由于海洋環境具有極強的腐蝕性，所以腐蝕是海洋工程必須面對的一個關鍵技術問題。腐蝕不僅增大維護維修費用，導致巨大的經濟損失，而且直接影響海洋工程的服役安全和使用壽命，甚至會引發安全事故，導致環境和生態災難[1]。

陰極保護是防止海水、海泥以及混凝土中金屬腐蝕的有效手段[2]。在大多數情況下，陰極保護是和有機涂層聯合采用的，可以獲得協同效果。陰極保護可以有效抑制涂層缺陷處金屬的腐蝕，而絕緣性能良好的有機涂層可以有效減小陰極保護所需的電流密度，增大保護范圍，并使保護電位分布更為均勻。

根據提供保護電流方式的不同，陰極保護分為犧牲陽極和外加電流陰極保護兩種方法。犧牲陽極方法簡單可靠、不需日常維護，但需要在海洋工程結構物上安裝足量的陽極。由于輸出電流的自我調節能力有限，因此需要較為精確的設計。外加電流陰極保護方法可以實現自動控制，通過自動調整輸出電流的大小，使被保護的結構物表面處于設定的保護電位范圍。外加電流陰極保護系統通常由直流電源設備、輔助陽極、參比電極、電纜以及接頭等所組成，系統的可靠性是保證外加電流陰極保護系統正常運行和海洋工程防護效果的關鍵因素。采用何種陰極保護方法取決于海洋工程的種類及其環境和工況條件。例如，固定式海上平臺的導管架、海底管線以及水下生產設施通常采用犧牲陽極保護，而FPSO、鋼筋混凝土結構物以及處于江河入海口(淡海水交替介質)的海洋工程設施則更多地采用外加電流陰極保護系統。對于一些已到設計壽命，但仍需要繼續延壽使用的海洋工程，或原有的陰極保護系統失效需要更換的在役海洋工程，采用外加電流陰極保護方法往往具有更多的技術和經濟上的優勢[3-4]。

盡管陰極保護技術在工程中的應用至今已有190余年的歷史，但隨著人類探索自然和改造自然活動的深入和相關科學技術的不斷發展，陰極保護技術也一直處于不斷發展和進步當中[5-6]。各種高性能的陰極保護材料與系統、優化設計方法、先進的監檢測技術等不斷得到開發和應用，以滿足實際工程的需要。

本文對海洋工程陰極保護技術的發展狀況進行了評述，介紹了海洋工程用犧牲陽極材料、外加電流陰極保護系統、陰極保護設計以及陰極保護監檢測技術的發展狀況，并探討了海洋工程陰極保護技術未來的發展趨勢。

2 犧牲陽極材料

犧牲陽極陰極保護是通過將被保護結構和電位較負的金屬或合金相連接，由電位較負的金屬或合金向被保護結構提供陰極電流，從而使得電位較正的結構物得到保護。這種電位較負的金屬或合金即為犧牲陽極。用于海洋工程的犧牲陽極材料主要有鋅陽極和鋁陽極。

2.1 鋅陽極

鋅陽極主要是純鋅或Zn-Al-Cd合金陽極，鋅陽極相對于鋼的驅動電位較低，大約為0.2 V左右，用于全浸海水環境時電容量為780 A·h/kg左右，用于海泥環境時其電容量為580～750 A·h/kg。鋅陽極的理論電容量較低，限制了其在海洋工程中的廣泛應用[7]。

2.2 鋁陽極

鋁陽極由于比重小、電容量大等優點而廣泛應用于海洋工程的腐蝕防護。鋁合金犧牲陽極的發展是從二元合金開始的，早在20世紀50年代研究人員就開始對Al-Zn合金的電化學性能展開了研究，為了提高陽極性能，不斷調整合金元素的種類和含量，以獲得高性能犧牲陽極材料[8-9]。經過幾十年的發展，形成了一系列的犧牲陽極產品，可適用于不同的工況環境。根據犧牲陽極的發展歷程，大致可分為常規鋁陽極、高效鋁陽極，以及近些年針對特殊環境發展起來的新型犧牲陽極。

目前應用于全浸海水環境的犧牲陽極已發展的比較成熟，主要是Al-Zn-In系犧牲陽極。包括常規鋁陽極和高效鋁陽極。常規鋁陽極是指電容量≥2400 A·h/kg的陽極材料，主要有Al-Zn-In、Al-Zn-In-Cd、Al-Zn-In-Si、Al-Zn-In-Sn、Al-Zn-In-Sn-Mg等。高效鋁合金犧牲陽極是為提高陽極利用效率、獲得更長的使用壽命而開發出來的犧牲陽極材料，其效率≥90%，電容量≥2600 A·h/kg ，主要有Al-Zn-In-Mg-Ti、Al-Zn-In-Mg-Ga-Mn等。上述陽極在全浸海水環境中均具有優異的電化學性能。海洋工程中應用較多的主要有Al-Zn-In和Al-Zn-In-Mg-Ti。海底管線等設施位于海泥中，可用于海泥中的鋁陽極有Al-Zn-In三元陽極、Al-Zn-In-Si系陽極等，其開路電位為-1.10 V (相對于SCE)左右，電流效率可達到85%，海底管線的陰極保護多選用Al-Zn-In-Si陽極[10-11]。

除上述材料外，近年來，七二五研究所針對特殊環境/材料的防腐需求，發展了一系列的新型鋁合金犧牲陽極材料，包括干濕交替環境用高活化犧牲陽極、深海犧牲陽極、淡海水用高負電位鋁陽極、低電位犧牲陽極等，使得犧牲陽極材料體系不斷完善。高活化犧牲陽極可用于潮汐帶海洋工程構件的腐蝕防護[12]，該陽極在干濕交替環境表現出良好的電化學性能，工作電位負且穩定，腐蝕產物易脫落；常規陽極在深海高壓、低溫、低氧環境中電流效率降低、局部腐蝕溶解嚴重，通過調整合金元素種類和含量，發展了深海犧牲陽極材料，該陽極在深海環境溶解均勻，溶解產物易脫落，電流效率大于90%，可用于深海采油樹及管匯等構件的腐蝕防護[13]。淡海水是電阻率較高的環境，氯離子含量低，要求陽極活性較強。吳建華等人開發了高負電位鋁陽極Al-Zn-Mn-Sn-Bi，該陽極在淡海水環境具有較好的電化學性能，可為江河入海口的海洋工程結構物提供有效保護[14]。海洋工程中部分構件采用高強鋼材料，該類材料具有氫脆敏感性，常規的防護措施有可能強化這些敏感性導致材料加速失效，從而導致災難性事故的發生。為滿足海洋工程中高強度構件的防腐需求，開發了低驅動電位鋁合金犧牲陽極，其工作電位在-0.80～-0.85 V，可使得高強鋼既可得到有效保護，又不致其氫脆敏感性增加[15-17]。

另外，由于保護初期所需極化電流密度較大，從提高效率和節約資源的角度，開發了復合陽極，即外層采用高負電位的鎂陽極或鋁陽極，用以提供較大的初始極化電流，內層采用常規鋁陽極或鋅陽極，保證其較高的電流效率。因熔煉工藝復雜，復合陽極在實際工程中應用較少[18]。

3 外加電流陰極保護系統

與犧牲陽極不同，外加電流陰極保護所需的電流來自于外部電源，通過將外部交流電整流為直流電，并經由輔助陽極向被保護的結構物提供陰極極化電流。外加電流陰極保護系統主要由電源設備、輔助陽極和參比電極構成。

3.1 電源設備

整流器是最簡單的陰極保護電源設備，采用手動控制，盡管簡單可靠，但不太適于工況環境變化較大的場合[19]。對于海洋工程來說，由于工況環境往往會隨季節發生較大變化，所以通常采用具有自動控制功能的恒電位儀作為電源設備。

工程用恒電位儀有可控硅型、磁飽和控制型、大功率晶體管型以及開關電源型恒電位儀等分類。其中開關電源型恒電位儀由于具有重量輕、模塊化、可靠性高等優點，在陰極保護工程中得到越來越多的應用[20]。

智能化是恒電位儀的一個重要發展方向[19]。智能化恒電位儀不僅可以自動采集和存儲恒電位儀本身的工作狀況以及被保護結構物的保護電位，而且可以實現對每組陽極輸出電流的精確控制，以使海洋工程結構物表面獲得最優的電位分布。

3.2 輔助陽極材料

理想的輔助陽極材料應具有如下性能：良好導電性和高電化學活性；低消耗速率和長壽命；有足夠強度，不易損壞；重量輕，易于搬運和安裝；易加工成型，具有高性價比[21]。

可用作輔助陽極的材料有很多，早期曾采用廢鋼鐵等消耗性陽極，后來開始采用石墨、高硅鑄鐵、鉛銀合金等微溶性陽極，如今則主要采用鉑復合陽極、混合金屬氧化物陽極等所謂不溶性陽極材料[21]。

在海洋工程中采用的輔助陽極主要有高硅鑄鐵、鉛銀合金、鉑復合電極以及混合金屬氧化物陽極[22-23]。高硅鑄鐵尤其是含鉻和鉬的高硅鑄鐵在海水和海泥中具有較好的電化學性能，但該材料硬度高、脆性大，易損壞。鉛銀合金在海水中具有良好的電化學性能，表面嵌入微量的鉑可以促進導電的PbO2膜的形成，減小鉛銀合金陽極的消耗速率。但鉛銀合金比重大，不便于安裝，并且對環境有污染，目前已較少使用。鉑是一種優異的輔助陽極材料，但其價格高昂。為減少貴金屬的使用，出現了鉑復合電極材料，它是在鈦、鈮、鉭等金屬基體上被覆鉑層而構成[24-25]。早期采用鍍鉑鈦陽極，鉑層易脫落，壽命較短。后來出現了采用爆炸焊接、冶金拉拔或軋制等工藝制備的鉑復合陽極，消除了鉑層脫落的缺陷。鉑復合陽極在海水、淡海水等介質中均具有優異的電化學性能，并且消耗速率小、使用壽命長，但由于制備工藝較為復雜，價格較高，因此限制了其廣泛的應用。

混合金屬氧化物陽極是新型高性能輔助陽極材料，它是在鈦基體上采用熱燒結方法被覆導電的混合金屬氧化物涂層而構成[26-28]。該陽極材料具有比鉑復合陽極還優的性能，如極低的消耗速率和長壽命，優異的電催化活性，更高的性價比。由于采用鈦為基體，所以易于加工成各種所需的形狀，并且重量輕，具有足夠的強度，易于安裝。混合金屬氧化物陽極的另一個特點是具有廣譜適應性，不僅可用于海水、淡水、海泥等介質，而且可應用于混凝土環境中。七二五研究所自“九五”以來就一直開展混合金屬氧化物陽極研究，并將該材料列入了國家標準(GB/T 7388-1999)[29-32]。近年來，又發展了新一代的納米金屬氧化物陽極材料，通過基體改性處理，使金屬氧化物陽極耐擊穿電壓由傳統氧化物陽極的10 V左右提高到40 V以上，使其可以在更高的電流密度下工作，提高了使用可靠性。

3.3 參比電極

參比電極用于測量被保護結構物的電極電位，以評判保護效果。同時，也為恒電位儀提供控制信號，以調節輸出，使被保護結構物處于要求的保護狀態。工程用參比電極應具有足夠的電位穩定性和測量精度，長壽命，并且不易損壞[33]。

海洋工程用參比電極主要有銅/飽和硫酸銅、鋅及鋅合金以及銀/氯化銀(鹵化銀)參比電極。銅/飽和硫酸銅電極壽命較短，主要用作臨時測量的便攜式參比電極。鋅參比電極可采用高純鋅(≥99.999%)或鋅合金，其壽命較長，但電位穩定性及耐極化性能要差一些。銀/氯化銀(鹵化銀)固體參比電極是由金屬銀及其難溶鹽所組成的可逆反應體系，適用于海水和海淡水等含有氯離子的介質中。該參比電極具有較高的電位穩定性和高的抗極化性能，通過采用合適的工藝和結構設計可以獲得長壽命參比電極[34-35]。

4 陰極保護準則

陰極保護準則是陰極保護設計的基礎。對于普通碳鋼而言，一般認為，在有氧潔凈海水(25 ℃)中，負于-0.80 V(相對于Ag/AgCl/海水參比電極)可以使鋼結構得到有效的保護。無氧海水或海泥中，普遍認可的陰極保護電位標準是-0.90 V。另外，也可以采用施加陰極保護時被保護結構的電位最小偏移量不低于100 mV這一準則[36]。

隨著海洋裝備的發展，從減輕重量、安全可靠等角度考慮，高強度材料的使用越來越多，如張力腿平臺的漂浮牽引結構、自升式平臺的樁腿、樁靴等，強度最高可達800 MPa以上[37]。隨著材料強度的增加，其氫致應力腐蝕開裂、腐蝕疲勞等局部腐蝕的敏感性增強，因此，對高強鋼施加陰極保護時，應將其保護電位嚴格控制在合理范圍[38]。挪威船級社等制定的相關標準，針對不同強度的高強鋼的陰極保護電位做了具體的規定[39-40]。常見的海洋工程鋼結構的陰極保護電位范圍見表1。陰極保護準則應根據材料發展的需求不斷完善，以確保被保護結構得到有效保護并避免氫脆或其他不良影響。

表1 海洋工程鋼結構陰極保護電位(V)

5 陰極保護設計技術

海洋工程陰極保護效果與陰極保護設計密切相關，陰極保護設計不合理，不僅影響保護效果，甚至加速海洋工程裝備失效。海洋工程陰極保護設計方法主要有經驗法、縮比模型法和數值仿真法。

5.1 經驗法

在傳統的陰極保護工程設計中，大多采用經驗設計和平均分布的原理來設計陰極保護方案，并采用實際測量或經驗估計的方法來掌握電位分布規律。對于不同的海洋工程結構物，已形成了一些設計標準[10-11，39-40]。這種方法雖然比較簡單實用，但實際保護效果卻還有待提高，特別是對于沒有經驗可借鑒的新結構或復雜結構的陰極保護設計。

5.2 縮比模型法

縮比模型法是基于縮比理論，將海洋工程裝備按一定比例制成縮比模型，同時將介質的電導率按比例縮小，在實驗室內測量評價不同方案的保護效果，從而確定最佳的陰極保護方案，是一種實驗優化設計技術。縮比模型法設計的陰極保護系統具有可靠、保護電位分布相對均勻的優點[41-42]，但該方法的缺點是無法表征縮比前后電化學反應過程的變化，而且縮比模型制作周期較長，費時費力。目前，該方法主要用于船舶外加電流陰極保護設計[43-44]。

5.3 數值仿真法

數值仿真法是通過計算機求解不同陰極保護方案的電位、電流分布，來確定最佳陰極保護方案。數值仿真法在陰極保護設計領域應用始于上世紀60年代，由于有限差分法應用到三維幾何圖形難度大，70年代發展了有限元法，為解決有限元法需要對整個空間域劃分單元而使工作量過大，處理三維問題能力較差的問題，80年代進一步發展了邊界元法。邊界元法具有只需對邊界進行離散、建模簡單、計算速度快、準確度高的優點，其在海洋工程裝備陰極保護設計主要應用有：模擬陰極保護電位分布(如圖1所示)，評價陰極保護效果[45-46]；預測犧牲陽極陰極保護系統的壽命以及全壽期陰極保護效果[47-49]；優化陰極保護系統，使得陰極保護效果最優化[50]。

制約數值模擬與優化應用的最大局限性是難以獲得被保護對象在服役環境中的準確邊界條件。隨著各種環境下邊界條件數據積累，數值模擬與優化設計在陰極保護領域將得到更廣泛的應用。

圖1 半潛式起重船外加電流陰極保護電位分布的數值模擬Fig.1 Potential simulation of impressed current cathodic protection for semi-submerged crane ship

6 陰極保護監檢測技術

為了掌握海洋工程陰極保護系統的運行狀況和保護效果，需要采用陰極保護監檢測技術。陰極保護檢測、監測的主要參數包括保護電位、保護電流密度、陽極電流等[51]。保護電位是評判陰極保護效果的基本參數，當測量的保護電位處于合適的電位范圍(見表1)時，表明該結構物處于良好保護狀態。若電位太正，表明未能得到充分的保護，而電位太負，則表明處于過保護狀態，容易加速油漆涂層的陰極剝離，或促進金屬的氫脆開裂。

保護電流密度是指施加陰極保護后，金屬結構物的腐蝕得到有效抑制時所需的電流密度值。盡管保護電流密度并不直接反映保護效果，但可以反映結構物表面狀態的變化，并且對后續陰極保護設計有重要的參考價值。陽極電流是指陰極保護系統中，犧牲陽極或輔助陽極的工作電流值。保護電流密度和陽極電流的大小體現了實際工況下金屬結構物的極化情況和犧牲陽極消耗的快慢，是評價陰極保護系統的實際運行情況，評估陰極保護系統使用壽命的主要依據。

陰極保護監檢測技術在海洋工程領域的應用可以追溯到上世紀七八十年代，美國等國家率先開展了大量的研究工作[52-53]，殼牌石油公司在加利福尼亞近海的Ellen平臺上安裝了陰極保護連續監測系統[54]，用于監測保護電位和保護電流密度的變化，經過兩年的連續監測，該系統獲得了大量有價值的數據，為該海域后續陰極保護系統的設計提供了科學的依據。隨后，在墨西哥灣411 m深的Bullwinkle平臺上進行了陰極保護監測，掌握了季節變化和風暴等對陰極保護的影響[55]。英國BP公司也在海底輸油管線上安裝了陰極保護監測系統[56]，監測了保護電位、電流密度和溫度等參數的變化，保證了管線的使用安全。國內陰極保護監檢測技術從上世紀九十年代開始在海洋工程領域應用，并得到快速的發展[57-59]，為海洋工程的可靠運行發揮了重要的作用。

陰極保護監檢測系統通常由電位和電流測量探頭、信號傳輸及數據采集單元等組成。目前正朝著可視化、智能化、遙測及綜合監檢測等方向發展[60-62]。

7 海洋工程陰極保護技術發展趨勢

伴隨著建設海洋強國戰略的實施，我國將迎來海洋工程大發展的機遇，為海洋工程陰極保護技術的發展和應用也提供了巨大的需求和強勁的動力。盡管陰極保護歷史悠久，而且已積累了豐富的實際經驗，但陰極保護技術仍需不斷發展和完善，才能滿足海洋工程發展的需要。海洋工程陰極保護技術主要呈現如下發展趨勢：

(1)海洋工程陰極保護技術總體上將向著更綠色環保、更智能化、更高效費比方向發展。

(2)海洋工程陰極保護用犧牲陽極材料向系列化方向發展和完善，以形成可滿足不同環境和工況條件要求的犧牲陽極材料體系。

(3)海洋工程外加電流陰極保護系統將向長壽命、高性能和高可靠性方向發展。今后除了研發新的高性能輔助陽極、參比電極材料以及電源設備以外，如何使系統更易于安裝、更換和維護是需要進一步改進的方向。

(4)陰極保護設計將向著更精確、更優化的方向發展。基于數值模擬的仿真設計技術會得到更多的應用，其可靠性取決于邊界條件的準確性，而這需要實際工程中積累的數據來提供支撐。

(5)海洋工程陰極保護監測技術將向智能化和綜合監測方向發展，不僅監測陰極保護的電位，而且監測陰極保護系統的運行參數，并且可以實現保護狀態預測。該監測系統將成為海洋工程結構健康監測的有機組成部分。

參考文獻 References

[1] Schmitt G.GlobalNeedsforKnowledgeDissemination,Research,andDevelopmentinMaterialsDeteriorationandCorrosionControl[R]. New York: The World Corrosion Organization, 2009.

[2] Ashworth V, Booker C J L.CathodicProtection-TheoryandPractice[M]. Chichester : Ellis Horwood, 1986.

[3] Guo J, Patterson L, Amorelli A,etal. Experience on Offshore Cathodic Protection Retrofitting in The Northern South China Sea [J].ActaOceanologicaSinica, 2003, 22(4): 679-688.

[4] Gleason J D. Impressed Current Cathodic Protection for Large Offshore Platforms[J].MaterialsPerformance, 1978, 17(2): 9-13.

[5] Baeckmann W V, Schwenk W, Prinz W.HandbookofCathodicCorrosionProtection(3rdEdition) [M]. Houston: Gulf Publishing Company, 1997.

[6] Hartt W H. Cathodic Protection of Offshore Structures-History and Current Status [J].Corrosion, 2012, 68(12): 1 063-1 075.

[7] National Standardiztion Administration of the People’s Republic of China (國家標準化管理委員會).GB/T 4950-2002,SacrificialAnodeofZn-Al-CdAlloy(鋅-鋁-鎘合金犧牲陽極)[S]. Beijing: China Standards Publishing press, 2002.

[8] Redding J T , Newport J J. The influence of Alloying Elements on Aluminum Anodes in Seawater [J].MaterialsProtectionandPerformance. 1966(5): 15-18.

[9] Lemieux E, Hartt W H, Lucas K E. A Critical Review of Aluminum Anode Activation, Dissolution Mechanisms and Performance[C]//NACE International.NACEInternationalCorrosion2001, Huston: NACE International, 2001: 01 509.

[10] International Standardization Organization. ISO 15589-2PetroleumandNaturalGasIndustries-CathodicProtectionforPipelineTransportationSystems-Part2:OffshorePipelines[S].Geneva: International Standardization Organization, 2004.

[11] Det Norske Veritas. DNV-RP-F103,CathodicProtectionofSubmarinePipelinesbyGalvanicAnodes[S]. Hovik: Det Norske Veritas, 2003.

[12] Xu Likun, Ma Yanyan, Li Xiangbo,etal. Performance of Aluminum Alloy Sacrificial Anode under Cyclic Immersion in Seawater [C]//NACE International.NACEInternationalCorrosion2010, Huston: NACE International,2010: 10 397.

[13] Yan Yonggui (閆永貴), Ma Li(馬力), Qian Jianhua(錢建華).AluminumAlloySacrificialAnodeSuitableforDeepSeawater(一種適合于深海環境的鋁合金犧牲陽極): China, 200810249621[P]. 2008-12-25.

[14] Wei Zhaobo(魏兆波),Wu Jianhua(吳建華),Chen Guangzhang(陳光章),etal. 高活化鋁合金犧牲陽極材料的研制[J].Electrochemistry(電化學),1995,1(3):339-341.

[15] Ma L, Li K, Yan Y,etal. Low Voltage Aluminum Alloy Anode for Cathodic Protection of High Strength Steel[J].AdvancedMaterialResearch, 2009( 79-82): 1 047-1 050.

[16] Ma L, Li K, Yan Y,etal. Development of Low Driving Voltage Sacrificial Anode[C]//NACE International.NACEEastAsia&PacificRimAreaConference&Exposition2012. Shanghai: NACE International,2012: 12 060.

[17] Yan Yonggui(閆永貴), Ma Li(馬力), Qian Jianhua(錢建華).LowDrivingVoltageAluminumAlloyAnode(一種低驅動電位鋁合金犧牲陽極)：China, 200810249622 [P]. 2008-12-25.

[18] Rossi S, Bonora P L, Pasinetti R,etal. Composite Sacrificial Anodes for Offshore Structures [J].MaterialsPerformance. 1996(2):29-33.

[19] Chess P M.CathodicProtectionofSteelinConcrete[M]. London: E & FN Spon, 1998: 93-111.

[20] Chi Shanwu (遲善武). 陰極保護恒電位儀的技術現狀與展望[J].Oil&GasStorageandTransportation(油氣儲運), 2006, 25 (8): 53-56.

[21] Xu Likun (許立坤), Wang Tingyong (王廷勇), You Liangqian (尤良謙),etal. 地下結構物外加電流陰極保護用陽極評述 [J].Electrochemistry(電化學), 2000, 6(2): 200-205.

[22] Rajani G L. Modern Trend in Impressed Current Anodes for Cathodic Protection [C]//The Editorial Committes of This Conference. 6thMiddleEastCorrosionConference. Bahrain: Bahrain Society of Engineers, 1994: 383-414.

[23] Xu Likun (許立坤), Wang Tingyong (王廷勇), Gao Yuzhu (高玉柱),etal. 船舶外加電流陰極保護用輔助陽極組件 [J].MaterialsDevelopmentandApplication(材料開發與應用), 2001, 16(2): 35-38.

[24] Dreyman E W. Precious Metal Anodes: State of the Art [J].MaterialsProtectionandPerformance, 1972, 11( 9) : 17-20.

[25] Hayfield P C S. Platinized Titanium Electrodes for Cathodic Protection [J].PlatinumMetalsReview, 1983, 27 (1) :2-8.

[26] Hayfield P C S. Development of the Noble Metal/Oxide Coated Titanium Electrode-Part Ⅰ [J].PlatinumMetalsReview, 1998, 42 (1): 27-33.

[27] Hayfield P C S. Development of The Noble Metal/Oxide Coated Titanium Electrode-Part Ⅱ [J].PlatinumMetalsReview, 1998, 42 (2) :46-55.

[28] Xu L K，Wang T Y. Impressed Current Anode for Ship Hull Protection [J].MaterialsPerformance, 2011, 50 (6): 40-42.

[29] Xu Likun (許立坤), Dong Saying (董颯英), Gao Yuzhu (高玉柱),etal. 金屬氧化物陽極的失效行為研究 [J].CorrosionScienceandProtectionTechnology(腐蝕科學與防護技術)，1998, 10 (6): 337-341.

[30] Xu L K, Xin Y L, Wang J T. A Comparative Study on IrO2-Ta2O5Coated Titanium Electrodes Prepared with Different Methods [J].ElectrochimicaActa, 2009, 54: 1 820-1 825.

[31] Xu L K, Scantlebury J D. A Study on The Deactivation of An IrO2-Ta2O5Coated Titanium Anode [J].CorrosionScience, 2003, 45: 2 729-2 740.

[32] Xu L K, Scantlebury J D. Electrochemical Surface Characterization of IrO2-Ta2O5Coated Titanium Electrodes in Na2SO4Solution [J].JournalofTheElectrochemicalSociety, 2003, 150 (6): B288-B293.

[33] David J G I, George J J.ReferenceElectrodesTheoryandPractice[M]. New York: Academic Press, 1961.

[34] Xin Yonglei (辛永磊), Xu Likun (許立坤), Yin Pengfei (尹鵬飛),etal. 全固態Ag/AgCl參比電極電位穩定性的影響因素 [J].JournalofChineseSocietyforCorrosionandProtection(中國腐蝕與防護學報), 2013, 33 (3): 231-234.

[35] Frank J A, James R D. Factors Affecting The Accuracy of Reference Electrodes [J].MaterialsPerformance, 1994, 33(11): 14-17.

[36] Standards Norway. NORSOK Standard M-503,CathodicProtection[S]. Lysaker: Standards Norway, 2007.

[37] Billingham J, Sharp J V.ReviewofThePerformanceofHighStrengthSteelsUsedOffshore[M]. Suffolk: Health & Safety Exeeutive, 2003:111-140.

[38] Batt C L , Robinson M J. Hydrogen Embrittlement of Cathodically Protected High Strength Steel in Seawater and Seabed Sediment[J].BritishCorrosionJournal. 2001, 37(1): 194-198.

[39] Det Norske Veritas. DNV RP-B401,CathdicProtectionDesign[S]. Hovik: Det Norske Veritas, 2005.

[40] European Committee for Standardization. EN 12495,CathodicProtectionforFixedSteelOffshoreStructures[S]. Brussels: CEN, 2000.

[41] Parks A R, Thomas E D , Lucas K E. Physical Scale Modeling Verification with Shipboard Trails[J].MaterialsPerformance, 1991, 30(5):26.

[42] Ditchfield R W, Mcgrath J N , Tigheford D J. Theoretical Validation of The Physical Scale Modeling of The Electrical Potential Characteristics of Marine Impressed Current Cathodic Protection [J].JournalofAppliedElectrochemistry, 1995, 25: 54-56.

[43] Wu Jianhua (吳建華)，Liang Chenghao (梁成浩)，Yu Nan (于楠)，etal.基于縮比模型模擬的船體單區域外加電流陰極保護系統[J].JournalofDalianMaritimeUniversity(大連海事大學學報)，2010，36(1)：34-38.

[44] Wu J H, Xing S H ,Yun F L. The influence of Coating Damage on The ICCP Cathodic Protection Effect[C]//The Editorial Committee of This Conference.ElectrochemicalProcessSimulationⅢ. Bologna: WIT Press, 2009: 89-96.

[45] Xie B, Xing S H, Yan Y G，etal. ICCP Simulation and Optimization of Semi-Submersible Crane Barge Vessel[C]//NACE International.NACEEastAsia&PacificRimAreaConference&Exposition, 2012. Shanghai: NACE International, 2012: P12 060.

[46] Adey R A, Peratta C , Baynham J. Using Modeling to Interpret and Expand C P Survey Data[C]// NACE International.NACEInternationalCorrosion2012. Houston: NACE International, 2012: 0 001 203.

[47] Xing Shaohua(邢少華)，Peng Yanlei(彭衍磊)，Zhang Fan(張繁)，etal. 壓載艙陰極保護系統性能仿真及優化[J].EquipmentEnvironmentalEngineering(裝備環境工程)，2011，8(1)：5-9.

[48] Baynham J, Froome T, Adey R A. Jacket SACP System Design and Optimization Using Simulation [C]//NACE International.NACEInternationalCorrosion2012. Houston: NACE International, 2012: 0 001 281.

[49] Jain A K, Peratta C, Baynham J,etal. Optimization of Retrofit Cathodic Protection Systems Using Computational Modeling by Evaluating Performance of Remnant and Retrofit CP Systems[C]//NACE International.NACEInternationalCorrosion2011. Houston: NACE International, 2011: 11 059.

[50] Xing S H, Wu J H , Yan Y G. Optimization of Ship’s ICCP System to Minimize Electric and Magnetic Signature by Mathematical Simulation[C]//The Editorial Committee of This Conference.ElectrochemicalProcessSimulationⅢ. Bologna: WIT Press,2009: 69-77.

[51] Qiu Furong(邱富榮). 石油平臺陰極保護的檢測與監測技術[J].ChinaOffshorePlatform(中國海洋平臺)，1995, 10(4)：167-170.

[52] Joseph D, Winslow Jr.CathodicProtectionMonitoring：USA，4351703[P]. 1982-9-28.

[53] Britton J N.MethodandApparatusforDirectMeasurementofCurrentDensity: USA, 4644285[P]. 1987-2-17.

[54] Goolsby A D. The Results of Monitoring Platform “ELLEN” Cathodic Protection for Two Years[J].MaterialsPerformance, 1984, 23:26-29.

[55] Goolsby A D, Wolfson S L. Extended Cathodic Protection Monitoring of An Offshore Platform[J].MaterialsPerformance, 1999, 38:26-31.

[56] Li Shengli(李勝利)，Li Zili(李自力). 北冰洋海底管線的陰極保護監測[J].ForeignOilFieldEngineering(國外油田工程)，2009, 25(9)：49-50.

[57] Xiong Xinyong(熊信勇), Yan Tao(嚴濤), Xu Chuanbi(許川壁)etal. 海洋平臺陰極保護監測系統的研制及應用[J].JournalofTropicalOceanography(熱帶海洋學報)，2003, 22(1)：70-75.

[58] Liu Liwei(劉立維)，Lan Zhigang(蘭志剛). 導管架陰極保護初始極化監測采集系統開發應用[J].TotalCorrosionControl(全面腐蝕控制)，2012, 26(4):34-38.

[59] Wang X T, Lan Z G, Song J W,etal. Multichannel Cathodic Protection Monitoring System for Offshore Structures [J].MarineTechnologySocietyJournal, 2013, 47(1)：96-100.

[60] Chen Jingjing(陳晶晶).StudyonReal-timeMonitoringandEvaluationSystemfortheCathodicProtectionStatusofOffshorePlatform(海洋平臺陰極保護實時監測與評估系統研究)[D].Dalian: Dalian University of Technology, 2008.

[61] Cheng Wenhua(程文華)，Guo Weimin(郭為民)，Xu Likun(許立坤). 陰極保護電位自動采集裝置的研制[J].CorrosionScienceandProtectionTechnology(腐蝕科學與防護技術)， 2009， 21(3)：255-256.

[62] Gao Hongbiao(高宏飆)，Liu Biyan(劉碧燕). 海上風電陰極保護監檢測系統的應用[J].ShipEngineering(船舶工程), 2013, 35(6)：120-123.

專欄特約編輯韓恩厚

特約撰稿人烏學東

特約撰稿人藺存國

特約撰稿人史洪微

特約撰稿人侯保榮

特約撰稿人許立坤

韓恩厚：男，1961年生，中科院金屬所二級研究員、博導，“973”項目首席科學家，國家金屬腐蝕控制工程技術研究中心主任；當選世界腐蝕組織副主席，國際腐蝕工程師協會會士，兼任《Corrosion Science》國際編委，美國俄亥俄州立大學兼職教授，中國腐蝕與防護學會副理事長；1998年從美國麻省理工學院回國入選中科院“百人計劃”；從事材料的腐蝕機理、腐蝕防護技術、工程結構的環境損傷壽命預測與評價研究；2006年獲國家技術發明二等獎，2009年獲國家科技進步二等獎，2012年獲遼寧省科技進步一等獎，均排名第一；研發出多種鎂合金防腐蝕技術，已在航天和汽車規模應用，核電材料與裝備安全評價研究結果已用于核電站中；發表論文300余篇，他引4 000余次，國內外授權發明專利70余項；2012年獲何梁何利科技進步獎。

烏學東：男，1972年生，研究員，博導；2000年畢業于上海交通大學化學化工學院獲博士學位并留校任講師，2001年晉升為副教授，2003年赴美國University of Illinois at Urbana Champaign (UIUC)化學系作訪問學者1年，2006年9月以“團隊行動”引進中科院寧波材料技術與工程研究所，2012年度寧波市“青年科技獎”獲得者；現任寧波材料所知識產權部主任、表面事業部副主任、中國科學院重點實驗室副主任、寧波市涂料與涂裝行業協會副會長等職；長期致力于高分子表面材料、有機功能涂層、表面化學等領域的研究；在國內外學術期刊上發表論文60余篇，SCI他引次數400余次，申報國家發明專利40余項，授權16項；近年來承擔了國家科技部“973”、國家科技部重點“863”、國家自然科學基金重點基金和面上項目、浙江省重點科技創新團隊、寧波市重大工業攻關等項目。

藺存國：男，1973年生，博士、研究員。主要從事生物活性材料、仿生功能材料的研究。現任中國船舶重工集團公司第七二五研究所第四研究室副主任，中國腐蝕與防護學會水環境專業委員會秘書長，山東省暨青島市腐蝕與防護學會秘書長，中國海洋湖沼學會腐蝕與污損專業委員會理事。作為課題負責人先后承擔2項“973”課題，10余項技術基礎、基金等其他項目。獲授權發明專利18項，發表論文50余篇。獲省部級獎勵3項。

史洪微：男，1975年生，副教授，碩士生導師。2008年中國科學院金屬研究所博士畢業，2011年晉升為副教授。主要從事金屬表面防護涂層和機理研究。負責國家自然基金(課題名稱：有機酸根稀土鹽顏料的釋放和腐蝕抑制機理，編號：51001109)、國家科技支撐計劃子課題(課題名稱：防污涂料的納米技術)和企業合作課題(高強鋁合金的防護涂層)。作為項目骨干，參加歐盟第七框架-瑪麗居里·行動-國際研究人員交換項目的國際合作課題和其他國家課題。所研究的海洋納米防污涂料等，已授權國家發明專利，并已經實現產業化應用。在《Corrosion Science》、《Surface & Coatings Technology》、《Applied Surface Science》、《Progress in Organic Coatings》等國內外雜志上發表期刊論文20余篇，申請專利4項。其中SCI收錄論文10余篇，他引80余篇次。是6個國際刊物審稿人，多次在國際和國內會議上做報告并獲獎。

侯保榮： 男，1942年生，工學博士，中國工程院院士，中科院海洋研究所研究員，國家海洋腐蝕防護工程技術研究中心主任，中日海洋腐蝕環境共同研究中心主任，海洋防腐蝕產業技術創新戰略聯盟理事長；2007年，作為首席科學家承擔“十一五”國家科技支撐計劃“海洋工程結構浪花飛濺區腐蝕控制技術及應用”項目，2012年又承擔了“十二五”國家科技支撐計劃“不同海洋重大海洋工程結構安全與腐蝕控制技術及其示范”；出版專著5本，其中，日文專著《海洋腐食環境と防食の科學》被日本專家評價為“奠定了腐蝕環境研究的基礎，可以作為教科書使用”；主編論文集9本，發表論文360余篇，其中SCI、EI論文200余篇，形成了約300萬字的論文匯編；至今共獲得發明專利授權證書70余項，其中發明專利30余項；共獲山東省科學技術技術最高獎、國家科技進步二等獎、山東省科學技術進步獎、中國科學院科技進步獎、國家海洋局和青島市科技局獎等獎項共11項。

許立坤：1965年生，工學博士，研究員。現為中國船舶重工集團公司第七二五研究所海洋腐蝕與防護國家級重點實驗室常務副主任、國防科技創新團隊帶頭人。長期從事海洋腐蝕與防護研究，主持了高技術船舶項目“海洋工程腐蝕防護關鍵技術研究”等各類科研課題10余項，發表論文120余篇，申請發明專利30余項，研究成果在艦船裝備及民用工程中得到廣泛應用，先后獲工信部科技進步二等獎、中國船舶重工集團公司技術發明一等獎、中國腐蝕與防護學會科技進步一等獎等成果獎勵。主要學術兼職有山東省腐蝕與防護學會理事長、國際標準化組織金屬與合金腐蝕技術委員會(ISO/TC156)委員、全國鋼標準化技術委員會金屬和合金腐蝕分技術委員會委員、全國海洋船標準化技術委員會船用材料應用工藝分技術委員會委員等。